Phản vật chất rơi xuống như vật chất bình thường 17.01.2022

Các nhà vật lý từ Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu CERN đã tiến hành một loạt nghiên cứu và xác định rằng phản vật chất tương tác với lực hấp dẫn, giống như vật chất thông thường, và rơi theo hướng "đúng", tức là đường xuống. Không còn nghi ngờ gì nữa, đây có vẻ như là một điều hoàn toàn hiển nhiên, tuy nhiên, các nhà khoa học trong một thời gian dài không thể xác nhận cũng không phủ nhận sự thật này, và chỉ có thí nghiệm cuối cùng mới cho phép họ đưa ra câu trả lời chính xác hơn hoặc ít hơn, nhưng ngay cả sau đó với một số giả thiết.

Phản vật chất là một bản sao chính xác của vật chất với duy nhất một điểm khác biệt quan trọng - sự hiện diện của một điện tích trái dấu. Và sự khác biệt này gây ra một số hậu quả nghiêm trọng, mỗi khi một hạt vật chất thông thường và phản vật chất va chạm trong không gian, chúng sẽ tiêu diệt lẫn nhau, biến thành năng lượng thuần túy.

May mắn thay cho tất cả chúng ta và thế giới xung quanh chúng ta, bao gồm vật chất thông thường, phản vật chất là một điều hiếm thấy trong Vũ trụ. Và đây là một trong những câu hỏi cơ bản chính của vật lý hiện đại, bởi vì trong Vụ nổ lớn trong Vũ trụ, lẽ ra một lượng vật chất và phản vật chất bằng nhau đã được hình thành. Nhưng một số yếu tố không xác định đã can thiệp vào tất cả điều này, điều này làm đảo lộn sự cân bằng giữa lượng vật chất và phản mã của nó, và không cho phép toàn bộ Vũ trụ lập tức diệt vong trong ngọn lửa hủy diệt.

Do đó, các nhà vật lý, thông qua việc nghiên cứu phản vật chất, tiếp tục kiên trì tìm kiếm nhân tố chưa biết này, nhân tố có thể ẩn chứa trong những sự khác biệt không đáng kể nhất giữa một số hạt vật chất và phản hạt của chúng. Theo Mô hình Chuẩn, không nên có sự khác biệt như vậy, và nếu các nhà khoa học có thể tìm thấy bất cứ điều gì, nó sẽ mở ra một thế giới vật lý hoàn toàn mới cho họ.

Từ những gì đã nói ở trên, chúng ta thấy rằng các vạch quang phổ của vật chất và phản vật chất phải giống nhau. Thực tế này đã được các nhà khoa học CERN thử nghiệm và xác nhận vào năm 2016 bằng cách sử dụng hydro và khan làm ví dụ. Ngoài ra, các nhà khoa học trong một thời gian dài đã đặt ra câu hỏi về sự tương tác của phản vật chất với lực hấp dẫn, mặc dù câu hỏi này có vẻ đơn giản nhưng việc tìm kiếm câu trả lời đã mất nhiều năm nghiên cứu chuyên sâu. Một lần nữa, theo cùng một Mô hình Chuẩn, phản vật chất sẽ tương tác với lực hấp dẫn như vật chất thông thường, nhưng có một cơ hội nhỏ là sự tương tác này có thể có "dấu hiệu ngược lại" và phản vật chất dưới tác động của lực hấp dẫn sẽ "rơi lên trên".

Để kiểm tra véc tơ tương tác giữa phản vật chất và lực hấp dẫn, các nhà khoa học đã đặt phản proton và ion hydro trong một thiết bị điện từ được gọi là bẫy Penning. Ở bên trong bẫy, các hạt tích điện di chuyển theo quỹ đạo tuần hoàn dưới tác động của từ trường phức tạp. Bằng cách đo các tần số của chuyển động này, các nhà khoa học có thể tính toán tỷ lệ khối lượng hạt trên điện tích, tỷ lệ này sẽ giống nhau đối với vật chất và phản vật chất. Nhưng bất kỳ sự khác biệt nào có thể được tìm thấy sẽ chỉ ra sự khác biệt trong tương tác với các lực hấp dẫn.

Thực tế là phản vật chất tương tác với lực hấp dẫn, giống như vật chất thông thường, không gây ngạc nhiên lớn cho các nhà khoa học. Độ tin cậy của các kết quả thu được được chứng minh bằng thực tế là tất cả các phép đo được thực hiện với độ chính xác là 97 phần trăm, chính xác hơn bốn lần so với các phép đo tương tự được thực hiện trước đó.

Tuy nhiên, trong ba phần trăm còn lại, có một lỗ hổng nhỏ cho phép các định luật vật lý kỳ lạ khác len lỏi vào tất cả những điều này. Nhiều khả năng các thí nghiệm khác sử dụng cách tiếp cận đơn giản hơn có thể cho kết quả hoàn toàn khác, ngược lại với kết quả mà các nhà khoa học tại CERN thu được. Và sau đó tất cả những điều này sẽ không chỉ trở thành một gợi ý, mà còn là một "bảng chỉ đường" khổng lồ chỉ ra hướng đi đến khu vực vật lý nằm ngoài giới hạn của Mô hình Chuẩn.